JP2005163828A - Bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば鉄道車両の車軸等の回転支持部に用いられる軸受装置に関し、特に軸受内部への異物侵入や軸受内部からの潤滑剤の漏れ等を防止するシール手段を備えた軸受装置に関する。 The present invention relates to a bearing device used in a rotation support portion of, for example, an axle of a railway vehicle, and more particularly to a bearing device provided with a sealing means for preventing foreign matter from entering the bearing and leakage of a lubricant from the bearing.
従来のこの種の軸受装置としては、例えば図3に示す鉄道車両用軸受装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
この軸受装置は、車軸11を回転自在に支持する転がり軸受の一例としての複列の円錐ころ軸受1と、該円錐ころ軸受1の内輪2の軸方向両端部にそれぞれ配置されて該内輪2と共に車軸11と一体回転する筒状の後蓋(回転部材)3及び油切り(回転部材)4とを備える。
As a conventional bearing device of this type, for example, a railcar bearing device shown in FIG. 3 is known (see, for example, Patent Document 1).
This bearing device is disposed at both ends in the axial direction of a double row tapered roller bearing 1 as an example of a rolling bearing that rotatably supports an
円錐ころ軸受1は、一体型の外輪5と軸方向に分割された一対の内輪2との間に転動体としての二列のころ7がそれぞれ保持器8を介して周方向に複数配設されている。なお、図において符号6は一対の内輪2間に介装された内輪間座である。
また、内輪2と後蓋3との間及び内輪2と油切り4との間を覆うようにして、筒状のシールケース9が外輪5の両端部にそれぞれ嵌合固定され、各シールケース9の内周部にはシール部材10が取り付けられている。シール部材10は、図4の部分拡大図に示すように、後蓋3及び油切り4の外周面に摺接する接触式とされており、これにより、軸受内部への異物侵入や軸受内部からのグリース等の漏れ等を防止するようにしている。
A cylindrical seal case 9 is fitted and fixed to both ends of the
しかしながら、上記従来の軸受装置においては、シール手段として、後蓋3及び油切り4の外周面に摺接する接触式のシール部材10を採用していることから、後蓋3及び油切り4のシール部材10の摺接面に硬質クロムめっき等の表面処理を施す必要が生じ、軸受コストを低くする妨げになっている。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、良好なシール性能を確保することができるのは勿論のこと、軸受コストの低減を図ることができる軸受装置を提供することを目的とする。
However, since the conventional bearing device employs the contact-
The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and provides a bearing device capable of reducing bearing costs as well as ensuring good sealing performance. Objective.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、外輪と内輪との間に複数の転動体が周方向に転動自在に配設された転がり軸受と、前記内輪の軸方向端部に配置されて該内輪と共に回転する回転部材と、前記外輪と前記回転部材との間に配置されて前記転がり軸受の内部をシールするシール手段とを備えた軸受装置において、
前記シール手段は、前記外輪側に支持されて前記回転部材に対して非接触とされたシール部材と、該非接触シール部材との間にラビリンス構造を形成するためのラビリンス構造形成部材とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a rolling bearing in which a plurality of rolling elements are rotatably disposed in the circumferential direction between an outer ring and an inner ring, and an axial end portion of the inner ring. A rotating member that rotates with the inner ring and a sealing device that is arranged between the outer ring and the rotating member and seals the inside of the rolling bearing.
The seal means includes a seal member supported on the outer ring side and brought into non-contact with the rotating member, and a labyrinth structure forming member for forming a labyrinth structure between the non-contact seal member. It is characterized by that.
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記ラビリンス構造形成部材は、前記回転部材に設けられた第1のスリンガと、該回転部材と前記内輪の端面との間に介装された第2のスリンガとを備えたことを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項2において、前記第2のスリンガが、銅又は前記内輪端面との摩擦により銅粉を発生させる銅含有材料で形成されていることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項2において、前記第2のスリンガが合成樹脂製であることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項において、鉄道車両の回転支持部に用いることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the labyrinth structure forming member includes a first slinger provided on the rotating member, and a first slinger provided between the rotating member and an end surface of the inner ring. 2 slinger.
The invention according to
The invention according to
The invention according to
本発明によれば、シール手段として、外輪側に支持されて回転部材に対して非接触とされたシール部材を採用し、該非接触シール部材との間に、例えば、回転部材に設けられた第1のスリンガと、該回転部材と内輪端面との間に介装された第2のスリンガとを用いてラビリンス構造を形成することで、良好なシール性能を確保することができると共に、従来のように、回転部材のシール部材の摺接面への硬質クロムめっき等の表面処理を不要にして軸受コストの低減を図ることができる。 According to the present invention, a sealing member that is supported on the outer ring side and is not in contact with the rotating member is employed as the sealing means, and, for example, a first member provided on the rotating member is provided between the non-contact sealing member. By forming a labyrinth structure using one slinger and the second slinger interposed between the rotating member and the inner ring end face, it is possible to ensure good sealing performance and In addition, it is possible to reduce the bearing cost by eliminating the need for a surface treatment such as hard chrome plating on the sliding surface of the seal member of the rotating member.
また、前記第2のスリンガを自己潤滑性を有する銅又は前記内輪端面との摩擦により銅粉を発生させる銅含有材料で形成することにより、特に鉄道車両用の車軸のように回転軸に大きな曲げモーメントが負荷される場合に、内輪端面と第2のスリンガとの合わせ面に微小すべりに起因するフレッチング摩耗が生じて摩耗粉が発生しても、この摩耗粉は銅粉となるため、この銅粉が軸受内部に混入してもグリース等の寿命に悪影響を及ぼさないばかりか、その自己潤滑性によりグリース等の寿命の延長を図ることができる。
更に、前記第2のスリンガを合成樹脂製とすることで、特に鉄道車両用の車軸のように回転軸に大きな曲げモーメントが負荷される場合に、内輪端面と第2のスリンガとの合わせ面での微小すべりによるフレッチング摩耗の発生を抑制することができる。
Further, the second slinger is formed of copper having a self-lubricating property or a copper-containing material that generates copper powder by friction with the inner ring end face, so that a large bend is applied to the rotating shaft, particularly an axle for a railway vehicle. When a moment is applied, even if fretting wear due to micro-slip occurs on the mating surface between the inner ring end face and the second slinger and wear powder is generated, this wear powder becomes copper powder. Even if powder is mixed into the bearing, it will not adversely affect the service life of the grease, etc., and its self-lubricating property can extend the service life of the grease.
Furthermore, by making the second slinger made of synthetic resin, particularly when a large bending moment is applied to the rotating shaft such as an axle for a railway vehicle, the mating surface of the inner ring end surface and the second slinger is used. It is possible to suppress the occurrence of fretting wear due to the microslip of.
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の一例である鉄道車両用軸受装置を説明するための要部断面図、図2は図1の部分拡大図である。
本発明の実施の形態の一例である鉄道車両用軸受装置10は、車軸21を回転自在に支持する転がり軸受の一例としての複列の円錐ころ軸受11と、該円錐ころ軸受11の内輪12の軸方向両端部にそれぞれ配置されて該内輪12と共に車軸21と一体回転する筒状の後蓋(回転部材)13及び油切り(回転部材)14とを備える。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for explaining a railway vehicle bearing device as an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
A railway
複列円錐ころ軸受11は、一体型の外輪15と軸方向に分割された一対の内輪12との間に転動体としての二列の円錐ころ17がそれぞれ保持器18を介して周方向に複数配設され、軸受内部には潤滑剤としてグリースが封入されている。
また、内輪12と後蓋13との間及び内輪12と油切り14との間には、筒状のシールケース19が配置されている。シールケース19は軸方向に順番に形成された大径筒部19aと小径筒部19bとを有しており、大径筒部19aが外輪15の端部内径面に嵌合固定され、小径筒部19bは外輪15の端部から軸方向外方に突出して後蓋13(油切り14)の外周面を覆っている。
The double row tapered roller bearing 11 includes a plurality of two rows of
A
ここで、この実施の形態では、シールケース19の小径筒部19bの内周面に後蓋13及び油切り14に対して非接触とされたシール部材20を取り付けており、後蓋13側については、非接触シール部材20との間にラビリンス構造を形成すべく、後蓋13に第1のスリンガ30を設けると共に、該後蓋13と内輪12の端面との間に第2のスリンガ40を介装し、油切り14側については、非接触シール部材20との間にラビリンス構造を形成すべく、油切り14に第1のスリンガ30を設けると共に、該油切り14と内輪12の端面との間に第2のスリンガ40を介装している。
Here, in this embodiment, the
なお、後蓋13側及び油切り14側のラビリンス構造は同一であるため、図2を参照して、後蓋13側のラビリンス構造について詳述すると、第1のスリンガ30は、後蓋13の外周面に嵌合された内筒部31と、該内筒部31の前記内輪12から離間する側の端部から径方向外方に延びるフランジ部32と、該フランジ部32の先端から前記内輪12側に向かって延びる外筒部33とを備えている。
Since the labyrinth structure on the
そして、第1のスリンガ30の内筒部31の外周面に非接触シール部材20が僅かなすき間をもって非接触で対向配置されると共に、外筒部33の先端が非接触シール部材20の内輪12から離間する側に設けられた凹部20aに挿入されることで、非接触シール部材20と第1のスリンガ30との間にラビリンス構造が形成されている。また、非接触シール部材20の内径面と第1のスリンガ30の外径面が僅かなすき間20cをもって対向配置され、このすき間20cもラビリンス効果による非接触シール機能を有することにより、凹部20aとともにシール効果を発揮する。
The
一方、第2のスリンガ40は、後蓋13と内輪12の端面との間に介装された円環板41と、該円環板41の内径部から内輪12から離間する側に軸方向に延びて後蓋13の内周面に嵌合される内筒部42と、円環板41の外径部から内輪12から離間する側に軸方向に延びる外筒部43とを備えている。このように、第2のスリンガ40の円筒部42を後蓋13の内周面に嵌合させることにより、第2のスリンガ40を内輪12と後蓋13との間に作業性を良くして介在させることができ、後述のラビリンス構造を形成するすき間を適切に設定できる。
On the other hand, the
そして、第2のスリンガ40の外筒部43の先端が非接触シール部材20の内輪12を向く側に設けられた凹部20bに挿入されることで、非接触シール部材20と第2のスリンガ40との間にラビリンス構造が形成され、上述した非接触シール部材20と第1のスリンガ30との間に形成されるラビリンス構造と共に、軸受内部への異物侵入や軸受内部からのグリースの漏れ等を防止するシール手段を形成している。なお、第2のスリンガ40の外筒部43の外周面とシールケース19の小径筒部19bの内周面とのすき間をラビリンス構造を形成するように設定してシール効果を持たせることも可能である。
And the front-end | tip of the
また、この実施の形態では、第2のスリンガ40を、グリース寿命を延長させる材料として知られている自己潤滑性を有する銅又は内輪12端面との摩擦により銅粉を発生させる銅含有材料で形成している。銅含有材料としては、有機銅系化合物(カルバミン酸銅、ステアリン酸銅、ナフチン酸銅など)や、銅添加樹脂、銅線入り樹脂等を挙げることができる。なお、ここで用いる樹脂は、軸受内に侵入しても問題を生じないテフロン(登録商標)樹脂やフッ素樹脂等とする。
In this embodiment, the
このようにこの実施の形態では、外輪15と後蓋13及び油切り14との間に配置されて軸受内部をシールするシール手段として、外輪15側に支持されて後蓋13及び油切り14に対して非接触とされたシール部材20を採用し、該非接触シール部材20との間に、後蓋13及び油切り14に設けられた第1のスリンガ30と、後蓋13及び油切り14と内輪12の端面との間に介装された第2のスリンガ40とを用いてラビリンス構造を形成しているので、良好なシール性能を確保することができると共に、非接触のシール部材20であることから、従来のように、後蓋3及び油切り4のシール部材10の摺接面に硬質クロムめっき等の表面処理を施す必要がなくなるため、軸受コストの低減を図ることができる。
As described above, in this embodiment, as a sealing means that is disposed between the
なお、シール機能は、第1のスリンガ30と第2のスリンガ40とによる2箇所以上のラビリンス構造でシールすることにより、一箇所のラビリンス構造の場合に比べてシール機能を向上させることができ、3箇所以上のラビリンス構造を形成することにより、シール機能をより優れたものとすることができる。
シールケース19は鋼等の金属、シール部材20はアクリルゴムやニトリルゴム等を主成分とするゴム等を用い、シールケース19とシール部材20とを一体成形して製造することにより、凹部20a,20b等の複雑な構造を容易に加工でき、すき間20cをも含め、ラビリンスシールのすき間を精度良く設定できる。
In addition, a sealing function can improve a sealing function compared with the case of a labyrinth structure of one place by sealing with two or more labyrinth structures by the
The
また、第2のスリンガ40を銅又は前記内輪端面との摩擦により銅粉を発生させる銅含有材料で形成しているので、車軸21に大きな曲げモーメントが負荷された状態で回転する場合に、内輪12端面と第2のスリンガ40との合わせ面に微小すべりに起因するフレッチング摩耗が生じて摩耗粉が発生しても、この摩耗粉は銅粉となるため、この銅粉が軸受内部に混入してもグリースの寿命に悪影響を及ぼさないばかりか、その自己潤滑性によりグリース等の寿命の延長を図ることができる。
In addition, since the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、転がり軸受として、複列円錐ころ軸受を例に採ったが、これに代えて、複列の円筒ころ軸受やその他の転がり軸受を採用してもよい。
また、上記実施の形態では、第2のスリンガ40を銅又は前記内輪端面との摩擦により銅粉を発生させる銅含有材料で形成した場合を例に採ったが、これに限定されず、第2のスリンガ40を合成樹脂やその他の材料で形成してもよい。第2のスリンガ40を合成樹脂製とした場合には、車軸21に大きな曲げモーメントが負荷された状態で回転する場合に、内輪12端面と第2のスリンガ40との合わせ面での微小すべりによるフレッチング摩耗の発生を抑制することができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in the above embodiment, the double row tapered roller bearing is taken as an example of the rolling bearing, but a double row cylindrical roller bearing or other rolling bearings may be employed instead.
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
10 鉄道車両用軸受装置
11 複列円錐ころ軸受(転がり軸受)
12 内輪
13 後蓋(回転部材)
14 油切り(回転部材)
15 外輪
17 円錐ころ(転動体)
20 非接触シール部材
30 第1のスリンガ(ラビリンス構造形成部材)
40 第2のスリンガ(ラビリンス構造形成部材)
10 Bearing Device for
12
14 Oil drain (Rotating member)
15
20
40 Second slinger (labyrinth structure forming member)
Claims (5)
前記シール手段は、前記外輪側に支持されて前記回転部材に対して非接触とされたシール部材と、該非接触シール部材との間にラビリンス構造を形成するためのラビリンス構造形成部材とを備えたことを特徴とする軸受装置。 A rolling bearing in which a plurality of rolling elements are rotatably disposed in a circumferential direction between an outer ring and an inner ring; a rotating member that is disposed at an axial end of the inner ring and rotates with the inner ring; and the outer ring; A bearing device including sealing means disposed between the rotating member and sealing the inside of the rolling bearing;
The seal means includes a seal member supported on the outer ring side and brought into non-contact with the rotating member, and a labyrinth structure forming member for forming a labyrinth structure between the non-contact seal member. A bearing device characterized by that.
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